WO2015196427A1 - 一种电解液溶质、电解液及高电压超级电容器 - Google Patents

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methyl
high voltage
solvent
supercapacitor
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郑仲天
曹英杰
曹朝伟
薛龙良
向晓霞
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深圳新宙邦科技股份有限公司
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    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Definitions

  • the present invention relates to the field of electrochemistry, and in particular to an electrolyte solution and an electrolyte for a high voltage supercapacitor and a high voltage supercapacitor using the same. Background technique
  • Supercapacitors also known as gold capacitors, electrochemical capacitors, use ion adsorption (electric double layer capacitors) or surface rapid redox reactions (tantalum capacitors) to store energy.
  • a supercapacitor is a new type of energy storage device between a battery and a conventional electrostatic capacitor. Supercapacitors store hundreds or thousands of times the charge of conventional electrolytic capacitors, can be fully charged and discharged in seconds, have a higher power input or output than the battery, and can be reached in less time. At the same time, supercapacitors have the advantages of short charge and discharge time, long storage life, high stability, wide operating temperature range (-40 ° C ⁇ 70 ° C), etc., so they are widely used in the field of consumer electronics, new energy power generation systems.
  • distributed energy storage systems intelligent distributed power grid systems, new energy vehicles and other transportation fields, energy-saving elevator cranes and other load fields, electromagnetic bombs and other military equipment fields and motion control areas, involving new energy generation, smart grid, new Energy vehicles, energy-efficient buildings, industrial energy conservation and emission reduction, etc., belong to the standard full range of low-carbon economic core products o
  • supercapacitors Compared with electrochemical cells, supercapacitors have low energy density and low operating voltage. These shortcomings greatly limit the application of supercapacitors in hybrid and electric vehicles.
  • the current commercial supercapacitor electrolyte works at a voltage exceeding 2. 7V, which causes electrolysis of the electrolyte. Decomposition causes a significant increase in the pressure inside the capacitor, and the electrochemical performance is significantly reduced, eventually leading to capacitor failure.
  • the supercapacitor electrolyte mixed with the conventional tetraethylammonium tetrafluoroborate (Et 4 NBF 4 ) has a certain high withstand voltage, but does not describe the life characteristics of the supercapacitor.
  • the Chinese invention patent publication No. GN1 01 809693A mentions that various acid scavengers are added to the conventional Et 4 NBF 4 acetonitrile (AN) solution to reduce the rate of pressure rise in the capacitor to increase the working voltage of the supercapacitor.
  • AN acetonitrile
  • the technical scheme adopted by the present invention is to provide an electrolyte solution, and the chemical structural formula thereof is one or more of the following structural formula 1, structural formula 2 and structural formula 3;
  • — A is an anion
  • n and m are the number of substituents on the ring
  • n is an integer from 0 to 6
  • m is an integer from 0 to 7.
  • the cation of the above electrolyte solution is: N-methyl-1,4-diazabicyclo[2. 2. 2]octane ammonium, N-ethyl-1,4-diaza Cyclo [2. 2. 2] octane ammonium, N, N-dimethyl-1, 4-diazabicyclo[2. 2. 2] octane ammonium, N-methyl-N-ethyl- 1, 4-diazabicyclo[2. 2. 2]octane ammonium, N,N-diethyl-1,4-diazabicyclo[2. 2. 2]octane ammonium,
  • N-methyl-1-azabicyclo[2.2.2]octane ammonium and N-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octane ammonium are N-methyl-1-azabicyclo[2.2.2]octane ammonium and N-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octane ammonium .
  • the cation of the above electrolyte solution is: N-methyl-1,4-diazabicyclo[2. 2. 2] octane ammonium, ⁇ dimethyl-1,4-diaza One or more of cyclo[2.2.2]octane ammonium and N-methyl-1-azabicyclo[2.2.2]octane ammonium.
  • the anion of the above electrolyte solution is: tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, bis(fluorosulfonyl)imide, bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, bis(trifluoromethylsulfonate) One or more of an acyl)methyl group and a perfluoroalkyl sulfonate group.
  • the anion dissolved in the above electrolyte solution is tetrafluoroborate.
  • the above high voltage supercapacitor means that the super capacitor charging cutoff voltage is
  • Another aspect of the present invention provides an electrolyte for use in a high voltage supercapacitor comprising a solvent and a solution containing the electrolyte solution of any of the above.
  • the solvent is one or a mixture of two or more of a solvent of a nitrile, an ether, an amide, an ester, and a sulfone.
  • the solvent in the above electrolyte is acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, methoxypropionitrile, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, propylene carbonate, Y-butyrolactone, Y-valerolactone, 1,3-propane sultone, 1, 4-butane sultone, sulfolane, methyl ethyl sulfone, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide and four One or a mixture of two or more kinds of methylene sulfoxide.
  • a high voltage supercapacitor comprising an electrolyte and a battery immersed in the electrolyte.
  • the battery cell is composed of two collector electrodes and a diaphragm disposed between the two collector electrodes, and the two collector electrodes are attached thereto.
  • the activated carbon, the electrolyte solution contains A, and the A is one or more of the chemical structural formula of the structural formula 1, the structural formula 2 and the structural formula 3; wherein R, R, R 2 , R 3 , R 4 corresponds to a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, A is an anion, n and m are the number of substituents on the ring, and n is 0-6. The number m is an integer from 0-7.
  • the concentration of A in the electrolyte is 0, 05-2. Omo I / L, preferably 0. 5-1. 5mo I / L.
  • the cation of A in the above high voltage supercapacitor is: N-methyl-1,4-diazabicyclo[2. 2. 2]octane ammonium, N, N-dimethyl-1, One or more of 4-diazabicyclo[2.2.2]octane ammonium and N-methyl-1 -azabicyclo[2.2.2]octane ammonium.
  • the anion is: tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, bis(fluorosulfonyl)imide, bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, double (three One or more of fluoromethylsulfonyl)methyl and perfluoroalkylsulfonate.
  • the solvent is acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, methoxypropionitrile, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, propylene carbonate, Y-butyrolactone, Y- Valerolactone, 1, 3-propane sultone, 1, 4-butane sultone, sulfolane, methyl ethyl sulfone, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, diethyl One or a mixture of two or more of sulfoxide and tetramethylene sulfoxide.
  • the charging cut-off voltage of the above-mentioned high voltage supercapacitor is 2. 7V - 3. 2V.
  • the high voltage supercapacitor has a charge cutoff voltage of 2. 7-3. 0V
  • the electrolyte solution is trimethyl propyl tetrafluoroborate
  • the solvent is propylene carbonate.
  • the high voltage supercapacitor has a charge cutoff voltage of 2. 8-3. 2V
  • the electrolytic solution is trimethyl propyl tetrafluoroborate
  • the solvent is acetonitrile.
  • the utility model has the beneficial effects that: the high voltage supercapacitor prepared by using the electrolyte prepared by the electrolyte solution of the invention can work stably for a long time under the voltage of 2. 7V-3. 2V, greatly improving the energy density and maintaining Its high power density characteristics greatly extend the working life of high voltage supercapacitors.
  • a corresponding molar ratio of the corresponding organic amine such as 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane
  • DMG dimethyl carbonate
  • the supercapacitor model is assembled in a glove box:
  • the battery core includes two collector electrodes made of aluminum foil, two working electrodes made of activated carbon, and a fiber cloth separator interposed therebetween, but is not limited to this structure.
  • the cells were immersed in the following comparative examples and the electrolytes in the examples, and sealed with aluminum shells and colloidal particles.
  • the supercapacitor testing process is:
  • O-methyl-1,4-diazabicyclo[2. 2. 2]octane tetrafluoroborate (MDAG0BF 4 ) was used as a solvent, and AN was used as a solvent to prepare an O.Omol/L electrolyte.
  • the conductivity at 25 ° C was measured, and the dissolution, solvent and concentration of the electrolyte were adjusted, as shown in the following examples and comparative examples.
  • the conductivity results are shown in Table 1.
  • the supercapacitor was fabricated using the electrolyte of this example and subjected to electrochemical performance tests. The results of the life test are shown in Table 2.
  • Example 2 In accordance with the conditions of Example 1, the dissolution, solvent and concentration of the electrolyte were adjusted. The detailed data are shown in Table 2-6. The chemical structure of each solution is as follows:
  • MABCOBF a supercapacitor was fabricated using the electrolyte of the above example and subjected to electrochemical performance test.
  • the life test results are shown in Table 2 - Table 5, respectively.
  • the conductivity of the Omol/L electrolyte was measured by using tetraethylammonium tetrafluoroborate as the solvent and AN as the solvent. The results are shown in Table 1.
  • the supercapacitor was fabricated using this electrolyte and subjected to electrochemical performance tests. The life test results are shown in Table 2.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4
  • Example 5 Example 6 Conductivity 43.4 45.2 44.6 46.3 11.9 11.8 / mS/ cm
  • Ammonium tetraethylammonium tetrafluoroborate 0.1 mol/L Comparative example 1 Ammonium tetraethyltetrafluoroborate: 1 mol/L Acetonitrile 1500 820 240

Abstract

一种用于高电压超级电容器的电解液溶质和电解液及应用该电解液的高电压超级电容器。所述电解液溶质的阴离子可选自四氟硼酸根、六氟磷酸根、双（三氟甲基磺酰）亚胺、双（三氟甲基磺酰）甲基和全氟烷基磺酸根中的一种或几种，阳离子可为N-甲基-1，4-二氮杂二环［2.2.2］辛烷铵，N，N-二甲基-1，4-二氮杂二环［2.2.2］辛烷铵，N-甲基-1-氮杂二环［2.2.2］辛烷铵中的一种或几种。该高电压超级电容器在电压2.7V-3.2V下能长时间稳定工作，提高了能量密度，保持高功率密度的特性，又延长了工作寿命。

Description

一种电解液溶质、 电解液及高电压超级电容器
技术领域
本发明涉及电化学领域， 具体涉及一种用于高电压超级电容器的电解液溶 ^和电解液及应用该电解液的高电压超级电容器。 背景技术
超级电容器， 也叫金电容、 电化学电容器， 采用离子吸附（双电层电容器） 或者表面快速氧化还原反应（赝电容器）来存储能量。 超级电容器是一种介于电 池与传统静电电容器之间的新型储能器件。 超级电容器存储的电荷是传统电解 电容的成百或上千倍， 能在数秒内完全充放电， 具有比电池更高的功率输入或 输出， 且能在更短的时间内达到。 同时， 超级电容器具有充放电时间短、 储存 寿命长、 稳定性高、 工作温度范围宽 （-40°C~70°C ) 等优点， 因而广泛应用于 消费类电子产品领域、 新能源发电系统领域、 分布式储能系统领域、 智能分布 式电网系统领域、 新能源汽车等交通领域、 节能电梯吊车等负载领域、 电磁炸 弹等军用设备领域和运动控制领域等， 涉及新能源发电、 智能电网、 新能源汽 车、 节能建筑、 工业节能减排等各个行业， 属于标准的全系列低碳经济核心产 品 o
与电化学电池相比， 超级电容器的能量密度偏低， 工作电压低， 这些缺点 极大地限制了超级电容器在混合动力汽车、 电动汽车上的应用。 超级电容器的 储能公式为 E=GV 2， 因此提高超级电容器的工作电压能有效提高其能量密度， 而目前商业化的超级电容器电解液在超过 2. 7V电压下工作会引起电解液的电化 学分解， 导致电容器内压力显著增大， 电化学性能明显降低， 最终导致电容器 失效。
电解液的分解电压决定电容器的工作电压， 因此， 研发高电压超级电容器 使用的电解液能有效突破超级电容器的瓶颈， 尤其是寻找耐电压更高的溶^， 且更要实现超级电容器高耐电压与长寿命的良好平衡。 公开号为 GN1 00536048G 的中国发明专利中公开了一种含 N， N-二 (¾烷基 -1， 4-对二环顺辛烷四氟硼酸铵 与传统的四乙基四氟硼酸铵（Et4NBF4)混合的超级电容器电解液， 虽然具有一定 的高耐压性， 但并未对超级电容器的寿命特性作说明。 公开号为 GN1 01 809693A 的中国发明专利中提到在传统的 Et4NBF4的乙腈（AN)溶液中加入各种除酸剂来减 緩电容器内压力升高速率， 来达到提高超级电容器工作电压的目的， 这种方法 在超级电容器使用初期能起到一定的效果， 但随使用寿命的延长， 电容器的电 化学性能明显劣化， 其寿命特性有待显著提高。 发明内容
有鉴于此， 本发明的目的是提供一种用于高电压超级电容器的溶^及其电 解液和超级电容器， 在提高了超级电容器的能量密度的同时， 又实现了超级电 容器的长寿命特性。
本发明采用的技术方案为提供一种电解液溶^， 其化学结构式为下列结构 式 1， 结构式 2和结构式 3中的一种或几种；
Figure imgf000003_0001
结构式 1 结构式 2 结构式 3 其中， R、 R,、 R2、 R3、 R4分别对应含 1 -5个碳原子数的烃基（可以两两成环）
— A为阴离子， n和 m为环上取代基数量， n为 0-6的整数， m为 0-7的整数。 进一步， 上述的电解液溶^的阳离子为： N-甲基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵， N-乙基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵， N, N-二甲基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵， N-甲基 -N-乙基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵， N， N-二乙基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵，
N-甲基 -1 -氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵和 N-乙基 -1 -氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵中 的一种或几种。 进一步， 上述的电解液溶^的阳离子为： N-甲基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2] 辛烷铵， ^ 二甲基-1，4-二氮杂二环[2. 2. 2]辛烷铵和 N-甲基 -1 -氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵中的一种或几种。 进一步， 上述的电解液溶^的阴离子为： 四氟硼酸根， 六氟磷酸根， 双（氟 磺酰）亚胺， 双（三氟甲基磺酰）亚胺， 双（三氟甲基磺酰）甲基和全氟烷基磺酸根 中的一种或几种。 进一步， 上述的电解液溶^的阴离子为四氟硼酸根。 进一步， 上述高电压超级电容器是指超级电容器充电截止电压为
Figure imgf000004_0001
本发明的另一技术方案为提供一种电解液， 用于高电压超级电容器， 包含 溶剂和溶^， 所述溶^含有上述的任一项的电解液溶^。
进一步的， 上述的电解液中， 所述溶剂为腈、 醚、 酰胺、 酯类和砜类溶剂 的一种或两种以上混合溶剂。
进一步的， 上述的电解液中的溶剂为乙腈、 丙腈、 丁腈、 甲氧基丙腈、 碳 酸乙烯酯、 碳酸二甲酯、 碳酸丙烯酯、 Y -丁内酯、 Y -戊内酯、 1，3-丙烷磺内 酯、 1， 4-丁烷磺内酯、 环丁砜、 甲基乙基砜、 二甲基砜、 二乙基砜、 二甲基亚 砜、 二乙基亚砜和四亚甲基亚砜中的一种或两种以上混合溶剂。
本发明的又一技术方案为提供一种高电压超级电容器， 包含电解液和浸入 电解液的电芯， 电芯由两集电极及设置于两集电极中间的隔膜组成， 两集电极 上附着有活性炭， 所述电解液溶 ^含有 A， 所述 A为化学结构式为结构式 1， 结 构式 2和结构式 3的物^中的一种或几种； 其中， R、 R,、 R2、 R3、 R4分别对应含 1 -5个碳原子数的烃基， A为阴离子， n和 m为环上取代基数量， n为 0-6的整 数， m为 0-7的整数。
上述方案中，所述电解液中 A的浓度为 0， 05-2. Omo I /L，优选 0. 5-1 . 5mo I /L。 进一步的， 上述的高电压超级电容器中 A的阳离子为： N-甲基 -1，4-二氮杂 二环 [2. 2. 2]辛烷铵， N， N-二甲基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵和 N-甲基 -1 - 氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵中的一种或几种。 进一步的， 上述的高电压超级电容器中， 所述阴离子为： 四氟硼酸根， 六 氟磷酸根， 双（氟磺酰）亚胺， 双（三氟甲基磺酰）亚胺， 双（三氟甲基磺酰）甲基 和全氟烷基磺酸根中的一种或几种。
进一步的， 上述的高电压超级电容器中， 所述溶剂为乙腈、 丙腈、 丁腈、 甲氧基丙腈、 碳酸乙烯酯、 碳酸二甲酯、 碳酸丙烯酯、 Y -丁内酯、 Y -戊内酯、 1， 3-丙烷磺内酯、 1， 4-丁烷磺内酯、 环丁砜、 甲基乙基砜、 二甲基砜、 二乙基 砜、 二甲基亚砜、 二乙基亚砜和四亚甲基亚砜中的一种或两种以上混合溶剂。
进一步的， 上述的高电压超级电容器的充电截止电压为 2. 7V-3. 2V。
优选的， 所述的高电压超级电容器的充电截止电压为 2. 7-3. 0V， 电解液溶 ^为三甲基丙基四氟硼酸铵， 溶剂为碳酸丙烯酯。
优选的， 所述的高电压超级电容器的充电截止电压为 2. 8-3. 2V， 所述电解 液溶^为三甲基丙基四氟硼酸铵， 溶剂为乙腈。
本发明的有益效果为： 使用本发明的电解液溶^配制的电解液制作的高电 压超级电容器， 在电压 2. 7V-3. 2V 下能长时间稳定工作， 极大地提高了能量密 度， 保持了其高功率密度的特性，又大大的延长了高电压超级电容器的工作寿 命。 具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、 构造特征、 所实现目的及效果， 以下结合 实施方式详予说明。
本发明中电解液溶^可以用如下方法合成：对应的有机胺（如 1， 4-二氮杂二 环 [2. 2. 2]辛烷）与碳酸二甲酯（DMG)按一定摩尔比（DMG/ 1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2] 辛烷 =1 . 0~2. 5)反应生成季铵碱；季铵碱与含相应阴离子的酸（如 HBF4)或铵盐（如 NH4PF6)或有机金属盐（如 L i GF3S03)等反应得粗产物；粗产物在合适的溶剂中经重 结晶提纯， 即可得到电容级的高纯溶^盐。
在手套箱中组立超级电容器模型： 电芯包括铝箔制作的两集电极、 由活性 炭制作的两工作电极和在其间插入的纤維布隔膜， 但并不局限于此种结构。 将 电芯浸入以下对比例和实施例中的电解液中， 采用铝壳和胶粒组立封口。
超级电容器测试过程为：
(1 )预循环（1 0次）： 25°C， 充电截止电压 U、 恒定电流 1 0mA/F进行充电； 然后按下限电压 U/2， 恒定电流 1 0mA/F进行放电；
(2) 65°C高温箱中， 恒定电流 1 0mA/F充电至上限电压 U， 恒压（U)—定时间；
(3)取出超级电容器并冷却至 25°C，再进行充放电测试，测试条件同预循环， 并计算超级电容器的容量保持率、 ESR增长率。
(4)以容量保持率 60%， 和（或） ESR增长率 1 00%时， 作为超级电容器寿命 的判断标准。
实施例 1
以 N-甲基 -1，4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷四氟硼酸铵（MDAG0BF4)为溶^， AN 为溶剂， 配制 1 . Omo l /L电解液， 并测定其在 25°C时的电导率， 且把电解液的溶 J , 溶剂及浓度作调整，具体如下述实施例和对比例所示， 电导率结果列于表 1 中。 用本实施例电解液制作超级电容器并对其进行电化学性能测试， 寿命测试 结果列于表 2中。
实施例 2-1 2
与实施例 1 条件一致， 把电解液的溶^、 溶剂及浓度作调整， 各详细数据 见表 2-6所示。 其中各溶^的化学结构式如下：
Figure imgf000006_0001
MDABCOBF.
Figure imgf000007_0001
MABCOBF, 用上述实施例的电解液制作超级电容器并对其进行电化学性能测试， 寿命 测试结果分别列于表 2-表 5中。
对比例 1
以四乙基四氟硼酸铵为溶^， AN为溶剂， 配制 1. Omol/L电解液， 并测定其 在 25°C时的电导率， 结果列于表 1 中。 用该电解液制作超级电容器并对其进行 电化学性能测试， 寿命测试结果列于表 2中。
对比例 2-5
与对比例 1 条件一致， 将电解液的溶^、 溶剂及浓度作调整， 各详细数据 见表 2-5 所示， 用这些电解液制作超级电容器并对其进行电化学性能测试， 寿 命测试结果分别列于表 2-表 5中。
表 1 25°C时， 各电解液的电导率
电解液 实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 实施例 5 实施例 6 电 导 率 43.4 45.2 44.6 46.3 11.9 11.8 / mS/ cm
电解液 实施例 7 实施例 8 实施例 9 实施例 10 实施例 11 实施例 12 电 导 率
11.7 45.8 44.7 44.1 46.2 27.3 / mS/ cm
电解液 对比例 1 对比例 2 对比例 3 对比例 4
电 导 率
54.6 50.7 46.9 13.2
/ mS/ cm
表 2 电容器寿命数据
寿命 /h
溶质 溶剂
2.8V 3.0V 3.2V 实施例 1 MDABC0BF4: 1 mol/L 乙腈 4400 2650 750 实施例 2 MABC0BF4: 1 mol/L 乙腈 4500 2700 780
MDABC0BF4:0.9 mol/L;
实施例 3 乙腈 4180 2400 680
DMDABCO (BF4)2:0.1 mol/L
MDABC0BF4:0.9 mol/L;
实施例 4 乙腈 3600 1880 500
四乙基四氟硼酸铵： 0.1 mol/L 对比例 1 四乙基四氟硼酸铵： 1 mol/L 乙腈 1500 820 240
N， N-二甲基吡咯烷四氟硼酸铵： 1
对比例 2 乙腈 3100 1600 420 mol/L 对比例 3 三甲基丙基四氟硼酸铵： 1 mol/L 乙腈 3800 1970 530 表 3 电容器寿命数据
寿命 /h
溶质 剂
2.7V 2.8V 3.0V 实施例 5 MABC0BF4: 1 mol/L 碳酸丙烯酯 2700 1500 450
MABC0BF4:0.9 mol/L
实施例 6 碳酸丙烯酯 2300 1200 300
MDABC0BF4:0.1 mol/L MABC0BF4:0.9 mol/L
实施例 7 碳酸丙烯酯 2550 1400 400
DMDABC0BF4:0.1 mol/L
甲基三乙基四氟硼酸
对比例 4 碳酸丙烯酯 1400 750 210 接： 1 mol/L
Figure imgf000009_0001
从表 2-5中数据可以明显看出， 在不同的溶剂体系中， 在不同截止电压下， 使用本发明中提到的高电压溶^制作的超级电容器， 寿命明显延长， 电化学性 能显著提高。 而从对比例可以看出， 使用惯常的溶 ^制备电解液制作的超级电 容器， 在高电压下 （2.7V及以上）， 电容器的寿命大大縮短， 且随着截止电压的 升高， 电容器的寿命衰减更严重。 以上所述仅为本发明的实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利 用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换， 或直接或间接运用在其他相 关的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种电解液溶^， 用于高电压超级电容器， 其特征在于， 其化学结构式 为下列结构式 1， 结构式 2和结构式 3中的一种或几种；
Figure imgf000011_0001
结构式 1 结构式 2 结构式 3 其中， R、 R,、 R2、 R3、 R4分别对应含 1 -5个碳原子数的烃基， A为阴离子， n和 m为环上取代基数量， n为 0-6的整数， m为 0-7的整数。
2、 根据权利要求 1所述的电解液溶^， 其特征在于， 所述电解液溶 ^的阳 离子为：
N-甲基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵，
N-乙基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵，
N, N-二甲基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵，
N-甲基 -N-乙基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵，
N, N-二乙基 -1， 4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵，
N-甲基 -1 -氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵和 N-乙基 -1 -氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵中 的一种或几种。
3、 根据权利要求 2所述的电解液溶^， 其特征在于， 所述电解液溶 ^的阳 离子为： 甲基-1，4-二氮杂二环[2. 2. 2]辛烷铵， ^ 二甲基-1，4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵和 N-甲基 -1 -氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵中的一种或几种。
4、 根据权利要求 1所述的电解液溶^， 其特征在于， 所述阴离子为： 四氟 硼酸根， 六氟磷酸根， 双（氟磺酰）亚胺， 双（三氟甲基磺酰）亚胺， 双（三氟甲基 磺酰）甲基和全氟烷基磺酸根中的一种或几种。
5、 根据权利要求 4所述的电解液溶^， 其特征在于， 所述阴离子为四氟硼 酸根。
6、 根据权利要求 1 所述的电解液溶^， 其特征在于， 所述高电压超级电容 器是指超级电容器充电截止电压为 2. 7V-3. 2V。
7、 一种电解液， 用于高电压超级电容器， 包含溶剂和溶^， 其特征在于， 所述溶^含有权利要求 1 -6任一项所述的电解液溶^。
8、 根据权利要求 7所述的电解液， 其特征在于， 所述溶剂为腈、 醚、 酰胺、 酯类和砜类溶剂的一种或两种以上混合溶剂。
9、 根据权利要求 8所述的电解液， 其特征在于， 所述溶剂为乙腈、 丙腈、 丁腈、 甲氧基丙腈、 碳酸乙烯酯、 碳酸二甲酯、 碳酸丙烯酯、 Y -丁内酯、 Y - 戊内酯、 1， 3-丙烷磺内酯、 1， 4-丁烷磺内酯、 环丁砜、 甲基乙基砜、 二甲基砜、 二乙基砜、 二甲基亚砜、 二乙基亚砜和四亚甲基亚砜中的一种或两种以上混合 溶剂。
10、 一种高电压超级电容器， 包含电解液和浸入电解液的电芯， 电芯由两 集电极及设置于两集电极中间的隔膜组成， 两集电极上附着有活性炭， 其特征 在于， 所述电解液溶 ^含有 A， 所述 A为化学结构式为结构式 1， 结构式 2和结 构式 3的物^中的一种或几种； 其中， R、 R,、 R2、 R3、 R4分别对应含 1 -5个碳原 子数的烃基， A为阴离子， n和 m为环上取代基数量， n为 0-6的整数， m为 0-7 的整数。
1 1、 根据权利要求 10所述的高电压超级电容器， 其特征在于， 所述 A的阳 离子为： 甲基-1，4-二氮杂二环[2. 2. 2]辛烷铵， ^ 二甲基-1，4-二氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵和 N-甲基 -1 -氮杂二环 [2. 2. 2]辛烷铵中的一种或几种。
12、 根据权利要求 10所述的高电压超级电容器， 其特征在于， 所述阴离子 为： 四氟硼酸根， 六氟磷酸根， 双（氟磺酰）亚胺， 双（三氟甲基磺酰）亚胺， 双（三 氟甲基磺酰）甲基和全氟烷基磺酸根中的一种或几种。
13、 根据权利要求 10所述的高电压超级电容器， 其特征在于， 所述溶剂为 乙腈、 丙腈、 丁腈、 甲氧基丙腈、 碳酸乙烯酯、 碳酸二甲酯、 碳酸丙烯酯、 Y- 丁内酯、 Y-戊内酯、 1，3-丙烷磺内酯、 1，4-丁烷磺内酯、 环丁砜、 甲基乙基砜、 二甲基砜、 二乙基砜、 二甲基亚砜、 二乙基亚砜和四亚甲基亚砜中的一种或两 种以上混合溶剂。
14、 根据权利要求 10 所述的高电压超级电容器， 其特征在于， 其充电截 止电压为 2.7V-3.2Vo
15、 根据权利要求 10 所述的高电压超级电容器， 其特征在于， 其充电截 止电压为 2.7-3.0V， 所述电解液溶^为三甲基丙基四氟硼酸铵， 溶剂为碳酸丙 烯酯。
16、 根据上述权利要求 10 所述的高电压超级电容器， 其特征在于， 其充 电截止电压为 2.8-3.2V， 所述电解液溶^为三甲基丙基四氟硼酸铵， 溶剂为乙 腈。
17、 根据上述权利要求 10-16任一项所述的高电压超级电容器， 所述电解 液中 A的浓度为 0.5-1.5mol/Lo
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